JPS6181194A - クロツク制御された調節電圧の発生方法および装置 - Google Patents
クロツク制御された調節電圧の発生方法および装置Info
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- JPS6181194A JPS6181194A JP60206733A JP20673385A JPS6181194A JP S6181194 A JPS6181194 A JP S6181194A JP 60206733 A JP60206733 A JP 60206733A JP 20673385 A JP20673385 A JP 20673385A JP S6181194 A JPS6181194 A JP S6181194A
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は．クロツク制御された調節電圧を発生する方法
および装置に関する。この方法および装置では．クロツ
ク制御された調節電圧を電気制御量によってパルス幅変
調し、インダクタンスを有する調節駆動装置１例えば内
燃機関の絞り弁用の電動調節駆動装置に前記パルス幅変
調された調節電圧を印加する。
および装置に関する。この方法および装置では．クロツ
ク制御された調節電圧を電気制御量によってパルス幅変
調し、インダクタンスを有する調節駆動装置１例えば内
燃機関の絞り弁用の電動調節駆動装置に前記パルス幅変
調された調節電圧を印加する。
従来技術
調整および制御装置内で電気的に作動する調節駆動装置
には、多くの場合．クロツク制御された調節電圧が印加
され、この調節電圧は調節出力に応じて・ぞルス幅変調
されている。クロック制御されかつパルス幅変調された
調節電圧を発生することは、例えば高さの可調整の大き
さの直流電圧全連続的に発生する場合に比べて、調節電
圧発生器のコストと損失電力を低く抑えることができる
利点がある。クロック制御された調節電圧発生器の出力
段に用いられる半導体素子においては、パルス縁部の期
間中に、実質的に短時間出力損失のみが生じるに過ぎな
い。
には、多くの場合．クロツク制御された調節電圧が印加
され、この調節電圧は調節出力に応じて・ぞルス幅変調
されている。クロック制御されかつパルス幅変調された
調節電圧を発生することは、例えば高さの可調整の大き
さの直流電圧全連続的に発生する場合に比べて、調節電
圧発生器のコストと損失電力を低く抑えることができる
利点がある。クロック制御された調節電圧発生器の出力
段に用いられる半導体素子においては、パルス縁部の期
間中に、実質的に短時間出力損失のみが生じるに過ぎな
い。
また、公知技術水準に従って調節電圧のクロック制御は
精度を損なう機械的ヒステリ７スの影響を低減または除
去するように、周期的に調節装置を機械的に作動させる
ために有利に行なわれる。
精度を損なう機械的ヒステリ７スの影響を低減または除
去するように、周期的に調節装置を機械的に作動させる
ために有利に行なわれる。
例えば内燃機関の絞り弁を作動するために電動調節駆動
装置を使用する場合、機械的ヒステリシスを低減するた
めに１３０〜１６０＆のクロック周波数が普通に用いら
れる。この場合、クロック周波数は余り高すぎてはなら
ない。そうでないと、調節部材の機械的減衰のために、
調節部材がもはや十分に作動しないからである。
装置を使用する場合、機械的ヒステリシスを低減するた
めに１３０〜１６０＆のクロック周波数が普通に用いら
れる。この場合、クロック周波数は余り高すぎてはなら
ない。そうでないと、調節部材の機械的減衰のために、
調節部材がもはや十分に作動しないからである。
おいては、調節電圧のクロック周波数が低いほど損失電
力が大きくなる。と言うのも、損失電力は調節電流の２
乗に伴って増大し、調節駆動装置のインダクタンスによ
って平滑される調節電流の変動ないしリップルは、調節
電圧のクロック周波数が低いほど大きくなるからである
。
力が大きくなる。と言うのも、損失電力は調節電流の２
乗に伴って増大し、調節駆動装置のインダクタンスによ
って平滑される調節電流の変動ないしリップルは、調節
電圧のクロック周波数が低いほど大きくなるからである
。
言いかえれば、所定の構造形式・寸法の調節駆動装置で
有効出力を最大にするには、出力損失の限界値を上回ら
ないよう比較的高いクロック周波数を用いる必要がある
。
有効出力を最大にするには、出力損失の限界値を上回ら
ないよう比較的高いクロック周波数を用いる必要がある
。
上述の２つの条件は相互に矛盾する。従って、クロツク
制御された調節電圧を発生するためのクロツク周波数は
、２つの条件間の妥協点の値に設定される。
制御された調節電圧を発生するためのクロツク周波数は
、２つの条件間の妥協点の値に設定される。
そのため、被制御装置内の調整制御装置が制御量または
調整量に追従するという機能を千金に果すためには、調
整電圧全電気制御量でパルス幅変調すればよい。
調整量に追従するという機能を千金に果すためには、調
整電圧全電気制御量でパルス幅変調すればよい。
調節電圧を・ぞルス幅変調すれば衝撃係数が変化する。
従って、調節、駆動装置の発生トルクを決定する調節電
圧の算術平均値は、より大きな大きさ又はより小さな大
きざになる。
圧の算術平均値は、より大きな大きさ又はより小さな大
きざになる。
発明の解決すべき問題点
本発明の課題は、冒頭で述べたクロック制御された調節
電圧の発生方法および装置において、調節電圧により動
作している時の調節駆動装置の位置決め精度を高め、か
つ出力損失を低減することである。従って、調節駆動装
置の所与の設計仕様のもとで、調節出力を大きくしよう
とするものである。
電圧の発生方法および装置において、調節電圧により動
作している時の調節駆動装置の位置決め精度を高め、か
つ出力損失を低減することである。従って、調節駆動装
置の所与の設計仕様のもとで、調節出力を大きくしよう
とするものである。
問題点を解決するための手段
本発明によればこの課題は、特許請求の範囲第１項およ
び第４項記載の発明によって解決される。
び第４項記載の発明によって解決される。
本発明の依拠する原理は、ただ１つの周波数で調節電圧
を変調するのではなく、大きく隔った２つの周波数で変
調することにある（ただし、調節電圧のクロック制御も
変調と見なす）。この場合、比較的高いクロック周波数
で調節電圧をクロック制御し、そこに比較的低い基本変
調周波数を重畳する。このようにして行なわれるパルス
幅変調は、比較的高いクロック周波数と低い基本変調周
波数との重畳ないしビートと見なせる。「基本変調周波
数」という名称は、通掌性なわれる電気制御量による調
節電圧のパルス幅変調に加えて、パルス幅変調された調
節電圧がこの周波数によってさらにパルス幅変調され、
ないしその衝撃係数が制御されるところから名付けられ
た。
を変調するのではなく、大きく隔った２つの周波数で変
調することにある（ただし、調節電圧のクロック制御も
変調と見なす）。この場合、比較的高いクロック周波数
で調節電圧をクロック制御し、そこに比較的低い基本変
調周波数を重畳する。このようにして行なわれるパルス
幅変調は、比較的高いクロック周波数と低い基本変調周
波数との重畳ないしビートと見なせる。「基本変調周波
数」という名称は、通掌性なわれる電気制御量による調
節電圧のパルス幅変調に加えて、パルス幅変調された調
節電圧がこの周波数によってさらにパルス幅変調され、
ないしその衝撃係数が制御されるところから名付けられ
た。
本発明の方法により発生する調節電圧の利点は、高いク
ロック周波数のために、調節駆動装置でわずかな出力損
失しか生じないという点にある。その理由は、周波数が
高いので調節電流が調節駆動装置で良好に平滑されるか
らである。
ロック周波数のために、調節駆動装置でわずかな出力損
失しか生じないという点にある。その理由は、周波数が
高いので調節電流が調節駆動装置で良好に平滑されるか
らである。
従って、調節電流の最大瞬時値は調節電流の平均値より
大して大きくなく、そのため出力損失は小さくなる。
大して大きくなく、そのため出力損失は小さくなる。
一方、調節電圧をパルス幅変調する低周波基本変調周波
数によって、調節駆動装置を機械的に良−好に作動させ
ることができる。なぜなら。
数によって、調節駆動装置を機械的に良−好に作動させ
ることができる。なぜなら。
基本変調周波数は、通常定められているクロック周波数
よりも低く設定できるからである。従って基本変調周波
数は、調節駆動装置の機械系の高昇（コーナー）周波数
、つまりそれを上回ると機械的伝達特性の減衰が生じる
周波数、の比較的近くに設定される。機械系を低周波基
本変調周波数で周期的に作動させれば、極めて効率が高
いので、変調度を低く抑えることができる。つまり、調
節電圧の低周波成分、従って所望の機械的作動を行なう
ための調節電流の低周波成分を小さくすることができる
。従って、低周波成分に起因する出力損失も小さくなる
。
よりも低く設定できるからである。従って基本変調周波
数は、調節駆動装置の機械系の高昇（コーナー）周波数
、つまりそれを上回ると機械的伝達特性の減衰が生じる
周波数、の比較的近くに設定される。機械系を低周波基
本変調周波数で周期的に作動させれば、極めて効率が高
いので、変調度を低く抑えることができる。つまり、調
節電圧の低周波成分、従って所望の機械的作動を行なう
ための調節電流の低周波成分を小さくすることができる
。従って、低周波成分に起因する出力損失も小さくなる
。
従って１本発明のように調節電圧を発生すれば、良好な
機械的作動と低い損失電力という相反する２つの条件が
同時に満たされるように、２つの周波数が（電気制御量
を除いて）相互に組合わされる。
機械的作動と低い損失電力という相反する２つの条件が
同時に満たされるように、２つの周波数が（電気制御量
を除いて）相互に組合わされる。
有利には、比較的高いクロック周波数は１０〜２０ｋＨ
ｚに設定され、低い基本変調周波数の値は１０〜１００
Ｈｚとされる。内燃機関の絞り弁を調節するための典
型的な調節、駆動装置にとって、このような周波数範囲
が有利であることが判明している。この場合、伝達特性
の減衰が生じ始める調節駆動装置の機械的臨界（コーナ
ー）周波数は、約１〜１０Ｈｚである。
ｚに設定され、低い基本変調周波数の値は１０〜１００
Ｈｚとされる。内燃機関の絞り弁を調節するための典
型的な調節、駆動装置にとって、このような周波数範囲
が有利であることが判明している。この場合、伝達特性
の減衰が生じ始める調節駆動装置の機械的臨界（コーナ
ー）周波数は、約１〜１０Ｈｚである。
クロック周波数を１６ｋＨｚ以上とし、基本変調周波数
を牛○〜５０Ｈｚとすれば、特に有利である。こうすれ
ば．クロツク周波数が人間の可聴範囲で雑音となること
はない。また基本変調周波数をこのような値にすれば、
遮断周波数に極めて近いので伝達特性はほとんど減衰せ
ず、また基本変調周波数の発生コストも小さくなる。
を牛○〜５０Ｈｚとすれば、特に有利である。こうすれ
ば．クロツク周波数が人間の可聴範囲で雑音となること
はない。また基本変調周波数をこのような値にすれば、
遮断周波数に極めて近いので伝達特性はほとんど減衰せ
ず、また基本変調周波数の発生コストも小さくなる。
本発明の方法を実施するための装置は特許請求の範囲第
４項に記載されている。この装置は上述の方法に従って
調節電圧を発生するために用いられ、またインダクタン
スを有する調節駆動装置に供給される調節電流について
、上述のような作用を可能にする。
４項に記載されている。この装置は上述の方法に従って
調節電圧を発生するために用いられ、またインダクタン
スを有する調節駆動装置に供給される調節電流について
、上述のような作用を可能にする。
実施例
次に、図面を参照しながら実施例について本発明の詳細
な説明する。
な説明する。
第１図は本発明による調節電圧発生装置の実施例を示す
ブロック図である。ここでパルス幅変調器１には、比較
的低周波のクロック周波数、ｆｏがクロック発生器２か
ら供給される。パルス幅変調器は．クロツク周波数ｆｏ
でクロック制御された電圧Ｕを発生する。電圧しは第３
図ａに示されている。この図でＴＯはクロック周波数ｆ
Ｏの周期である。
ブロック図である。ここでパルス幅変調器１には、比較
的低周波のクロック周波数、ｆｏがクロック発生器２か
ら供給される。パルス幅変調器は．クロツク周波数ｆｏ
でクロック制御された電圧Ｕを発生する。電圧しは第３
図ａに示されている。この図でＴＯはクロック周波数ｆ
Ｏの周期である。
パルス幅変調器１の変調入力側３は基本変調周波数発生
６牛と接続されている。この発生６生は、周期Ｔｍの基
本変調周波数ｆｍをパルス幅変調器１に供給する。従っ
て、調節電圧Ｕは周波数ｆｍによってパルス幅変調され
る。第３図ａの電圧特性図はこのパルス幅変調について
示している。つまりそこでは、パルス幅変調された時の
調整電圧Ｕの後縁が実線で示されている。これに対して
破線で示された後縁は、基本変調周波数ｆｍが存在しな
い場合の電圧Ｕに対応している。
６牛と接続されている。この発生６生は、周期Ｔｍの基
本変調周波数ｆｍをパルス幅変調器１に供給する。従っ
て、調節電圧Ｕは周波数ｆｍによってパルス幅変調され
る。第３図ａの電圧特性図はこのパルス幅変調について
示している。つまりそこでは、パルス幅変調された時の
調整電圧Ｕの後縁が実線で示されている。これに対して
破線で示された後縁は、基本変調周波数ｆｍが存在しな
い場合の電圧Ｕに対応している。
さらにパルス幅変調器１は、通常の変調入力側３ａを有
し、そこに加わる電気制御量（例えば制御電圧）によっ
ても変調が行なわれる。本実施例の場合、制御電圧は調
整器５によって発生する。調整器５の入力側６には、調
節ポテンショメータ７からの帰還量Ｘｒと調整偏差ｘＷ
とが供給される。
し、そこに加わる電気制御量（例えば制御電圧）によっ
ても変調が行なわれる。本実施例の場合、制御電圧は調
整器５によって発生する。調整器５の入力側６には、調
節ポテンショメータ７からの帰還量Ｘｒと調整偏差ｘＷ
とが供給される。
パルス幅変調器１によって発生した調節電圧Ｕは、線路
８を介して電動調節駆動装置９に供給される。
８を介して電動調節駆動装置９に供給される。
本実施例において、電動調節駆動装置９は、伝動装置１
０を介して絞り弁１１を作動させる。
０を介して絞り弁１１を作動させる。
この場合、伝動装置１０の位置を表わす信号が、調節ポ
テンショメータ７を介して調整器５へ帰還される。
テンショメータ７を介して調整器５へ帰還される。
第３図すは調節電流ｉの特性を示している。
図から分るように、電動調節駆動装置のインダクタンス
によって平滑されているので、調節電流の波動状の変動
はわずかである。これは、電動調節、駆動装置９におけ
る熱的な出力損失が小さいことを意味している。従って
、上述のような構成をとれば調節駆動装置９に比較的高
い電圧ｕｌ供給できるので、トルク（モーメント）を相
応に大きくすることができる。
によって平滑されているので、調節電流の波動状の変動
はわずかである。これは、電動調節、駆動装置９におけ
る熱的な出力損失が小さいことを意味している。従って
、上述のような構成をとれば調節駆動装置９に比較的高
い電圧ｕｌ供給できるので、トルク（モーメント）を相
応に大きくすることができる。
第３図すに破線で示す電流特性曲線は、比較的低周波の
電流成分全表わしている。この低周波電流成分は基本変
調周波数に起因し、そのピーク値は図示のように推移す
る。この低周波電流成分によって機械的作動エネルギー
が、伝動装置１０およびばね１２を含むばね一質量系を
介して絞り弁１１に伝達される。従って、絞り弁は正確
に位置決めされる。
電流成分全表わしている。この低周波電流成分は基本変
調周波数に起因し、そのピーク値は図示のように推移す
る。この低周波電流成分によって機械的作動エネルギー
が、伝動装置１０およびばね１２を含むばね一質量系を
介して絞り弁１１に伝達される。従って、絞り弁は正確
に位置決めされる。
第２図のボード線図には、ばね−質量系の臨界Ｃコーナ
ー）周波数ω、が示されている。ばね−質量系は一次の
遅延系である。つまり、臨界周波数より上では、作動周
波数が大きくなるにつれて伝達係数Ａが減少する。第３
図のボード線図から分るように、基本変調周波数ｆｍに
おいては、伝達係数Ａはほとんど低下していない。従っ
て、絞り弁１１に伝達される作動エネルギーは少くても
よい。このため、調節電圧Ｕおよび調節電流ｉの低周波
成分は比較的小さい。
ー）周波数ω、が示されている。ばね−質量系は一次の
遅延系である。つまり、臨界周波数より上では、作動周
波数が大きくなるにつれて伝達係数Ａが減少する。第３
図のボード線図から分るように、基本変調周波数ｆｍに
おいては、伝達係数Ａはほとんど低下していない。従っ
て、絞り弁１１に伝達される作動エネルギーは少くても
よい。このため、調節電圧Ｕおよび調節電流ｉの低周波
成分は比較的小さい。
これに対して、例えば２０ ｋＨｚに選定されたクロッ
ク周波数ｆｏの範囲では、伝達係数Ａが大きく減少して
いる。しかし、上記クロック周波数は、本発明において
は調節部材を機械的に作動させるためには必要とされな
い。従って、上述の有利な作用を維持したまま．クロツ
ク周波数を高く選定できる。
ク周波数ｆｏの範囲では、伝達係数Ａが大きく減少して
いる。しかし、上記クロック周波数は、本発明において
は調節部材を機械的に作動させるためには必要とされな
い。従って、上述の有利な作用を維持したまま．クロツ
ク周波数を高く選定できる。
発明の効果
本発明によれば、調節電圧で動作する調節駆動装置の位
置決め精度を高め、かっ出力損失を小さくすることがで
きる。
置決め精度を高め、かっ出力損失を小さくすることがで
きる。
第１図は内燃機関の絞り弁を位置調節する調整器と接続
された調整電圧発生装置のブロック図、第２図は調節部
材の臨界（コーナー）周波数と関連して示す調整電圧を
形成するための周波数のボード線図、第３図は調節電圧
および調節電流の特性図である。 １・・りぞルス幅変調器、２・・・クロック発生器、３
．３ａ・・・変調入力側、牛・・・基本変調周波数発生
！、５・・・調整器、７・・・調節ポテンショメータ、
９・・・調節駆動装置、１０・・・伝動装置、１１・・
・絞り弁、１２・・・ばね。
された調整電圧発生装置のブロック図、第２図は調節部
材の臨界（コーナー）周波数と関連して示す調整電圧を
形成するための周波数のボード線図、第３図は調節電圧
および調節電流の特性図である。 １・・りぞルス幅変調器、２・・・クロック発生器、３
．３ａ・・・変調入力側、牛・・・基本変調周波数発生
！、５・・・調整器、７・・・調節ポテンショメータ、
９・・・調節駆動装置、１０・・・伝動装置、１１・・
・絞り弁、１２・・・ばね。
Claims (4)
- １．クロツク制御された調節電圧を電気制御量によつて
パルス幅変調し、インダクタンスを有する調節駆動装置
に前記パルス幅変調された調節電圧を印加する、クロツ
ク制御された調節電圧の発生方法において、 比較的高いクロツク周波数（ｆｏ）でクロツク制御され
た調節電圧を、前記制御量の他に、比較的低い基本変調
周波数（ｆｍ）によつてもパルス幅変調する、 ことを特徴とするクロツク制御された調節 電圧の発生方法。 - ２．比較的高いクロツク周波数が１０〜２０ｋＨｚであ
り、比較的低い基本変調周波数が１０〜１００Ｈｚであ
る特許請求の範囲第１項記載のクロツク制御された調節
電圧の発生方法。 - ３．比較的高いクロツク周波数が１６ｋＨｚ以上の値に
設定され、比較的低い基本変調周波数の値が４０〜５０
Ｈｚである特許請求の範囲第１項または第２項記載のク
ロツク制御された調節電圧の発生方法。 - ４．インダクタンスを有する調節駆動装置に印加するた
めに、クロツク制御されかつパルス幅変調された調節電
圧を発生する装置において、 クロツク制御された調節電圧（Ｕ）を発生 するパルス幅変調器（１）が設けられ、該パルス幅変調
器にクロツク発生器（２）から比較的高いクロツク周波
数（ｆｏ）が供給され、またパルス幅変調器は付加的な
パルス幅変調のための比較的低い基本変調周波数（ｆｍ
）が供給される少くとも１つの変調入力側（３）を有し
、かつ電気制御量（入力側３ａ）も印加されるように構
成されている、 ことを特徴とするクロック制御された調節 電圧の発生方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843434644 DE3434644A1 (de) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | Verfahren und einrichtung zur erzeugung einer getakteten stellspannung |
| DE3434644.9 | 1984-09-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6181194A true JPS6181194A (ja) | 1986-04-24 |
Family
ID=6245948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60206733A Pending JPS6181194A (ja) | 1984-09-21 | 1985-09-20 | クロツク制御された調節電圧の発生方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4675589A (ja) |
| EP (1) | EP0179219A3 (ja) |
| JP (1) | JPS6181194A (ja) |
| DE (1) | DE3434644A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE35124E (en) * | 1974-06-24 | 1995-12-19 | General Electric Company | Control system, electronically commutated motor system, draft inducer apparatus and method |
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